Quantum Starling - Superkomputer kwantowy IBM
Kwantowy superkomputer IBM Quantum Starling ma być 20 tysięcy razy mocniejszy od obecnych i odporny na błędy! Quantum Starling to fundament dla przyszłych systemów kwantowych, które zrewolucjonizują obliczenia w skali przemysłowej – twierdzą przedstawiciele firmy IBM. Firma IBM zainwestuje 150 mld USD w USA, a konkretniej w rozwój AI, komputerów kwantowych, a także produkcji lokalnej. IBM LinuxONE Emperor 5 to nowy mainframe z Telum II i akceleratorem AI Spyre dla środowisk hybrydowych.
 |
| Quantum Starling IBM - Komputer Kwantowy |
Technologie kwantowe obiecują przełomy w dziedzinach takich jak kryptografia, chemia czy AI. Firma International Business Machines (IBM) od lat prowadzi pionierskie prace nad komputerami kwantowymi, a najnowsze zapowiedzi dotyczące projektu Quantum Starling oraz nowego IBM Quantum Data Center w Poughkeepsie w stanie Nowy Jork wskazują na ambitne plany budowy pierwszego wielkoskalowego, odpornego na błędy systemu kwantowego.
Firma International Business Machines (IBM) ogłosiła ambitny plan budowy pierwszego wielkoskalowego, odpornego na błędy komputera kwantowego o nazwie Quantum Starling, którego uruchomienie planowane jest na 2029 rok w nowym IBM Quantum Data Center w Poughkeepsie, Nowy Jork. System ten, wykorzystujący 200 kubitów logicznych, ma wykonywać 100 milionów operacji kwantowych, oferując moc obliczeniową 20 tysięcy razy większą niż obecne systemy kwantowe. Kluczowym elementem jest zastosowanie kodów korekcji błędów qLDPC (quantum low-density parity check), które redukują zapotrzebowanie na kubity fizyczne nawet o 90% w porównaniu do tradycyjnych kodów powierzchniowych (surface codes).
Architektura wykorzystująca Bivariate Bicycle Codes umożliwia efektywne połączenia dalekiego zasięgu, co zwiększa wydajność logicznych kubitów przy zachowaniu stabilności systemu. IBM planuje przetestować komponenty tej technologii w systemie Quantum Loon, wprowadzając C-couplery do łączenia kubitów na większe odległości w obrębie jednego chipa. Projekt Starling jest kontynuacją wcześniejszych osiągnięć IBM, takich jak 127-kubitowy procesor Eagle czy 433-kubitowy Osprey i 1121-kubitowego Condora z 2023 roku. Dalsze plany zakładają stworzenie po 2033 roku systemu Blue Jay, zdolnego do miliarda operacji na 2000 kubitach logicznych. Otwiera to drzwi do symulacji molekularnych i optymalizacji na niespotykaną dotąd skalę.
Potencjalne zastosowania Quantum Starling obejmują symulacje biomolekularne w farmacji, przewidywanie właściwości nowych materiałów czy optymalizację logistyczną na skalę globalną. Przełomowe podejście IBM opiera się na synergii klasycznych i kwantowych systemów obliczeniowych. Pozwala to na efektywne rozdzielanie zadań między nimi. Wykorzystanie platformy Qiskit Runtime oraz podejścia bezserwerowego upraszcza tworzenie aplikacji kwantowych, umożliwiając programistom skupienie się na wynikach, a nie na złożoności sprzętu. Jednak wyzwania, takie jak stabilność kubitów w temperaturach bliskich zera absolutnego czy minimalizacja zakłóceń środowiskowych, pozostają kluczowe. IBM Quantum Data Center ma szansę stać się globalnym hubem innowacji, wspierając badania i rozwój w Europie, gdzie dostęp do systemów kwantowych oferuje m.in. Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe (PCSS) w ramach IBM Quantum Network. Zatem, jak szybko komputery kwantowe staną się dostępne dla mniejszych firm i instytucji?
Quantum Starling, bo tak nazywa się projekt, powstać ma do 2029 roku w centrum danych IBM w Poughkeepsie w stanie Nowy Jork. Maszyna ta będzie zdolna do wykonywania 100 mln operacji kwantowych przy użyciu 200 kubitów logicznych. Z kolei jej następca - Quantum Blue Jay - ma przekroczyć miliard operacji. Starling ma radykalnie wyprzedzić dzisiejsze komputery kwantowe, oferując nawet 20 tys. razy większą moc operacyjną. Taki system powinien pozwolić na rozwiązywanie złożonych problemów w chemii, wesprzeć projektowanie leków, odkrywanie nowych materiałów czy optymalizację procesów. Działania, które obecnie są poza zasięgiem nawet najpotężniejszych superkomputerów. „Nasze doświadczenie z zakresu matematyki, fizyki i inżynierii toruje drogę do stworzenia wielkoskalowego, odpornego na błędy komputera kwantowego. Takiego, który będzie rozwiązywać rzeczywiste wyzwania i otworzy ogromne możliwości dla biznesu” – powiedział Arvind Krishna, prezes i dyrektor generalny IBM.
Kubit logiczny to jednostka komputera kwantowego z korekcją błędów, której zadaniem jest przechowywanie informacji kwantowych o wartości jednego kubitu. Kubit logiczny może być utworzony z wielu fizycznych kubitów, współpracujących ze sobą w celu przechowywania tych informacji i monitorowania się nawzajem pod kątem błędów. Podobnie jak klasyczne komputery, komputery kwantowe wymagają korekcji błędów, aby mogły niezawodnie wykonywać złożone obciążenia obliczeniowe. Ażeby to zrobić, klastry fizycznych kubitów są używane do tworzenia mniejszej liczby logicznych kubitów z niższymi współczynnikami błędów niż bazowe kubity fizyczne. Współczynnik błędów kubitów logicznych zmniejsza się wykładniczo wraz z rozmiarem klastra, co umożliwia wykonywanie coraz większej liczby operacji w jednostce czasu. Zwiększanie liczby kubitów logicznych zdolnych do uruchamiania obwodów kwantowych, przy jednoczesnej minimalizacji liczby wymaganych kubitów fizycznych, ma kluczowe znaczenie dla skalowania komputerów kwantowych. Jak do tej pory nie opublikowano jednak jasnego planu budowy odpornego na błędy systemu kwantowego, która nie zakładałaby niezbyt realistycznych wymagań inżynieryjnych.
Amerykański projekt o nazwie IBM Quantum Starling będzie wykonywał 20 tysięcy razy więcej operacji niż dzisiejsze raczkujące na 2025 rok komputery kwantowe. Jego stan obliczeniowy wymagałby pamięci ponad kwintyliarda (10^48) najpotężniejszych superkomputerów świata. To tak jakby próbować zmieścić całą bibliotekę Aleksandryjską w jednej kropce atramentu - i to jeszcze z zapasem. Podczas gdy inne amerykańskie firmy wciąż walczą z podstawowymi problemami kwantowej korekcji błędów IBM postanowiło rzucić rękawicę przyszłości. Nowy plan rozwoju firmy nie jest jedynie listą życzeń ale konkretnym planem inżynierskim opartym na przełomowych badaniach nad kodami qLDPC (quantum low-density parity check). Te kody drastycznie redukują liczbę qubitów fizycznych potrzebnych do korekcji błędów i obcinają wymagane overhead o około 90 procent w porównaniu z innymi wiodącymi kodami. Chairman i CEO IBM, Arvind Krishna, nie krył entuzjazmu: IBM wyznacza kolejną granicę w obliczeniach kwantowych. Nasza ekspertyza w matematyce, fizyce i inżynierii toruje drogę do wielkoskalowego, odpornego na błędy komputera kwantowego - takiego, który będzie rozwiązywał rzeczywiste wyzwania i odblokowywał ogromne możliwości dla biznesu.
LINKI:
O nieco dawniejszych planach rozwoju komputerów kwantowych IBM poczytasz:
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz